JPH0524067Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、船舶に搭載するソーナに用いる探知
予察装置の改良に関する。

（従来の技術とその問題点） 探知予察装置は、アクテイブソーナにおいて探
知が可能な目標の距離を水温などのデータに基づ
き予測する装置である。例えば、ある艦船がソー
ナにより他の艦船を探知して安全に航行しようと
する場合に、他艦船をソーナで探知できる範囲を
知り、また逆に探知できない範囲を知ることは他
艦船との衝突を防止し得る航行速度や方向を知る
上で必須である。ソーナに備える従来の探知予察
装置は、第１図に示すブロツク図から破線で囲ん
だ回路を除いた部分から構成され、次のように機
能する。すなわち、受波器に入力した信号のうち
目標からの信号については、入力処理部１が出力
する水深と水温の関係を表わすデータ５１Ａに基
づいて、伝搬損失計算部３で目標の水深と水平距
離に対応する伝搬損失データ５２が計算され、こ
のデータに基づいて信号レベル処理部４で目標の
信号レベル（Ｓ）５３が算出される。信号レベル
処理部４は目標の信号レベル（Ｓ）５３を次の式
(1)によつて算出する。

（Ｓ）＝SL−2TL＋TS (1) 但し、 SL：ソーナの送信レベル 2TL：往復の伝搬損失レベル TS：ターゲツトストレングス（目標の反響レ
ベル） である。残響については、残響レベル計算部２２
が伝搬損失データ５２に基づいて残響レベル
（Ｒ）５４を計算する。残響レベル計算部２２は
残響レベル（Ｒ）５４を次の式(2)によつて計算す
る。

（Ｒ）＝SL−2TL＋（Ｖ＋Ｓ＋Ｂ） (2) 但し、 Ｖ：体積残響強度 Ｓ：表面残響強度 Ｂ：海底残響強度 である。雑音については、入力処理部１によつて
与えられる自艦速力と海況状況の信号５１Ｂから
雑音レベル計算部２１で雑音レベル５５が算出さ
れる。マスキングレベル計算部２３はこれらの残
響レベル５４と雑音レベル５５を入力しそれらの
和の信号レベル（Ｎ）５６を出力する。シグナル
エクセス処理部５には目標の信号レベル（Ｓ）５
３と和信号（Ｎ）５６とが入力される。信号レベ
ル（Ｓ）５３により、深度及び水平距離で定まる
目標位置それぞれから反射された信号のレベルが
表わされる。和信号（Ｎ）５６は、残響レベル信
号５４と雑音レベル信号５５との和の信号であ
り、当該信号レベル（Ｓ）５３に対応する雑音成
分を表す。シグナルエクセス処理部５は、信号レ
ベル（Ｓ）５３と和信号（Ｎ）５６との差、すな
わちシグナルエクセスが０以上（正）であれば、
当該信号レベル（Ｓ）５３に対応する位置の目標
は探知可能であると判断する。そのシグナルエク
セスが０である各深度での最大探知距離が探知予
察距離（RE）であり、シグナルエクセス処理部
５はその探知予察距離（RE）を表示処理部６へ
送る。第３図は、このようにして求めた探知予察
距離（RE）を表示処理部６の画面に表示した例
を示す図である。第３図にこのようにして得た探
知予察距離REの表示例を示す。探知予察距離RE
の左側の領域は探知可能領域である。RESは水
温の高い時期の、またREWは水温の低い時期の
探知予察距離を示す。水温が上がり水の密度が小
さくなる夏期には探知可能領域が狭まることおよ
びこの傾向は表層部において特に著しいことが分
る。

シグナルエクセス処理部５に予め設定してある
認識テフアレンシヤルレベルと予察距離REとの
関係は、別途理論計算値と実測値から統計的手法
で導き出した実験式を用いて求めている。海面の
表層部と深部との温度差が小さいつまり等温層が
大きい冬期はこの実験式によつて求められた探知
予察距離は実探知距離と実用上差支えない程よく
一致するが、太陽光線による加熱のため海水の表
層部の水温が上昇するつまり等温層が浅くなる夏
期においては両者の差は大くなり甚しい場合、前
者は後者の２倍にもなる。このように、実験式で
求めた探知予察距離が実探知距離の２倍にもなる
のは、実験式は等温層が所定値以上の厚さである
ことを前提にしているからである。コンピユータ
で複雑な補正計算を行つてこの誤差を補正するこ
とはできるが、その場合装置は大規模で高価なも
のとなるばかりでなく演算に長い時間がかかつて
実用性に乏しい。

本考案の目的は、このような問題を解決した探
知予察装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本考案の探知予察装置は、第１図のように構成
される、船舶に搭載するソーナに用いる探知予察
装置であつて、水深に対する水温のデータ信号５
１Ａと自艦速力および海況状況の信号５１Ｂを出
力する入力処理部１、水深に対する水温のデータ
信号５１Ａを入力して目標の水深と水平距離に対
応する伝搬損失データ５２を出力する伝搬損失計
算部３、伝搬損失データ５２を入力し目標の信号
レベル（Ｓ）５３を出力する信号レベル処理部
４、伝搬損失データ５２を入力し残響レベル信号
５４を出力する残響レベル計算部２２、自艦速力
および海況状況の信号５１Ｂを入力して雑音レベ
ル信号５５を出力する雑音レベル計算部２１、雑
音レベル信号５５と残響レベル信号５４を入力し
てこれらの和の信号（Ｎ）５６を出力するマスキ
ングレベル計算部２３、和の信号（Ｎ）５６と目
標の信号レベル（Ｓ）５３を入力して予察距離デ
ータ（RE）を出力するシグナルエクセス処理部
５および表示処理部６からなる回路に加えて、水
深に対する水温のデータ信号５１Ａを入力して音
線最大距離データ（RM）を出力する音線処理部
８ならびにシグナルエクセス処理部５と表示処理
部６の間にあつて予察距離データ（RE）と音線
最大距離データ（RM）を入力し音線最大距離
（RM）が予察距離（RE）より小さいときは音線
最大距離データ（RM）をそれ以外のときは予察
距離（RE）を表示処理部６へ出力する音線補正
部７を設けたことを特徴とする。

（実施例） 音線処理部８は、第２図ａに示す音線を計算す
るものである。水平距離＝０、水深＝ｘに位置す
る音源から送波された音波は、水中の音速分布に
従つて屈折しながら伝搬する。屈折は光の屈折と
同様にスネルの法則で計算される。一例を示す
と、第４図に示す如くに、音波が上層でC₁、下
層でC₂（C₁＞C₂）のとき、音波入射角θ₁の音波
は、上層と下層の境界で屈折が生じ音波入射角θ₂
となり下層に伝搬する。音線処理部８は、深度を
ｎ層の音速に分割して、音源から発射された角度
に対応する音線ｍ本について上述した方法で屈折
計算と海面での反射（入射角と同一角度で反射）
を順次に計算して第２図ａの音線図を求めるもの
である。この音線図では深度に対する最大音線距
離（RM）が示されている。最大音線距離
（RM）は各水深で音波が到達する最大距離であ
る。ここでｎ＝５〜20層、ｍ＝10〜30本で計算し
ている。音線補正部７は音線処理部８から最大音
線距離（RM）をまたシグナルエクセス処理部５
から探知予察距離（RE）を入力しこれらの比較
を行う。実際の探知予察距離つまり探知可能距離
はこれらのいずれをも超すことはない。つまり、
実際の探知予察距離は第２図ｂに示すように、こ
れらの距離のうち小さい方に規制される。すなわ
ち、REがRMより小さい範囲ではREが、また
RMがREより小さい範囲ではRMがそれぞれ表示
処理部６へ出力される。第２図ｂにおいて、破線
で描いたのは最大音線距離（RM）であり、細い
実線で描いたのは従来の装置ならば補正されずに
探知予察距離としてそのまま表示されたシグナル
エクセス処理部から出力された探知予察距離であ
り、太い実線で描いたのは本考案の装置で補正さ
れ表示される探知予察距離である。上述のとお
り、最大音線距離（RM）は各水深で音波が到達
する最大距離である。従来の探知予察装置では、
シグナルエクセス処理部５から出力される探知予
察距離（RE）をそのまま表示処理部６に送出し、
表示していた。しかし、第２図ｂに示されている
とおり、ある程度以上の水深では探知予察距離
（RE）は最大音線距離（RM）を越えている。こ
のことは、従来の探知予察装置では音波が到達し
ない領域までも探知が可能な領域として表示して
いたことを示している。本実施例では、このよう
な従来装置の欠点を解決するために、最大音線距
離（RM）または探知予察距離（RE）のうちの
いずれか小さい方の距離を探知が可能な距離とし
て表示処理部６へ出力している。即ち、本実施例
においては、音線が到達しない一般にシヤドウゾ
ーンと呼ばれる領域では音波の強さが非常に小さ
いから、そのシヤドウゾーンは探知できない領域
とし、一方、音線が到達している領域については
探知予察距離（RE）を探知可能な距離としてい
る。

（考案の効果） 本考案の探知予察装置は、従来の装置に最大音
線距離による補正部を設けたので実探知距離との
誤差が少ない。この効果は従来の装置において誤
差が大きかつた夏期において顕著である。また、
本考案の装置はコンピユータを用いた複雑な演算
は不要であるからコストに対する負担は小さく実
用性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の探知予察装置の一実施例の
構成を表わすブロツク図である。第２図ａは、第
１図に示した本考案の実施例の音線処理部で計算
された音線図であり、第２図ｂは、第１図に示し
た本考案の実施例の音線補正部で行われる補正の
模様を示す音線図である。第３図は、従来の探知
予察装置で得られる探知予察距離を示すグラフで
ある。第４図は音速の異なる水層の境界における
音速の屈折を示す図である。 １……入力処理部、２……雑音レベル処理部、
３……伝搬損失計算部、４……信号レベル処理
部、５……シグナルエクセス処理部、６……表示
処理部、７……音線補正部、８……音線処理部、
２１……雑音レベル計算部、２２……残響レベル
計算部、２３……マスキングレベル計算部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 船舶に搭載するソーナに用いる探知予察装置で
   あつて、水深に対する水温のデータ信号と自艦速
   力および海況状況の信号を出力する入力処理部、
   この水深に対する水温のデータ信号を入力して目
   標の水深と水平距離に対応する伝搬損失データを
   出力する伝搬損失計算部、この伝搬損失データを
   入力し目標の信号レベル（Ｓ）を出力する信号レ
   ベル処理部、前記伝搬損失データを入力し残響レ
   ベル信号を出力する残響レベル計算部、前記自艦
   速力および海況状況の信号を入力して雑音レベル
   信号を出力する雑音レベル計算部、この雑音レベ
   ル信号と前記残響レベル信号を入力してこれらの
   和の信号（Ｎ）を出力するマスキングレベル計算
   部、前記和の信号（Ｎ）と前記目標の信号レベル
   （Ｓ）を入力して予察距離データを出力するシグ
   ナルエクセス処理部および表示処理部からなる回
   路に加えて、前記水深に対する水温のデータ信号
   を入力して音線最大距離データを出力する音線処
   理部ならびに前記シグナルエクセス処理部と前記
   表示処理部の間にあつて前記予察距離データと前
   記音線最大距離データを入力し音線最大距離が予
   察距離より小さいときは音線最大距離データをそ
   れ以外のときは予察距離データを表示処理部と出
   力する音線補正部を設けたことを特徴とする探知
   予察装置。